GTS-RaySpirit® 8000

核心技术：球面近场（近远场转换）

产品概述

相控阵天线几千个波位方向图的测试，严重制约了研发和生产效率。通用测试 (GTS) 针对相控阵天线的测试特点，推出了高精度的相控阵多波位快速测试系统RaySpirit® 8000。基于高精度的球面近场系统，该系统在8×6×5m的空间内，实现了最大1.5m口径的相控阵天线多频点、多通道、多波位连续采样测试。通过测试软件与相控阵波控机的微秒级时序控制，只需一次3D扫描即可同时完成多达上千个波位的测试。相对于传统测试方法，测试效率提高了几十倍以上。此外，该系统还创造性地实现了近场条件下的G/T值测试，减少了测试复杂度和条件限制。

产品特点

多波位多波束快速测试

采用球面近场进行测试，可以在以下两个方面加快速度：

(1)多频点、多通道、多波位快速测试

有源相控阵通常有多个频点、多个测试通道、多个波束指向状态，采用普通的测量系统，需要对每一个天线状态分别进行测试，测试效率低。本系统通过测试软件与相控阵波控机实时交互，并结合多通道开关切换和仪表多频点采样，最终实现测试全流程的微秒级时序控制自动化测试。测试时，只需一次3D扫描即可同时完成多频点、多波束及多达上千个波位的测试，相对于传统测试方法，测试效率提高了几十倍。

假设波位切换时间为400us，在±90°范围内进行一个切面的扫描测试，1000个波位只需要不到6分钟。

低交叉极化波纹喇叭

测量探头采用通用测试（GTS）自主研制的一款适合球面近场测试系统的波纹喇叭天线。多个产品型号分别覆盖了1~50GHz不同的毫米波测试频段。该探头由波纹喇叭和正交模耦合器组成，以实现天线的双极化功能，大大提高测试效率。天线设计指标对标国际先进的探头天线指标，其中宽角度交叉极化设计性能世界领先。该双极化波纹喇叭在宽频段范围内，具有良好的宽角度交叉极化纯度，对称波束，低旁瓣，和低回波损耗，能显著提高大型被测件的低交叉极化测量的精度。天线采用高精密加工，精度达到±0.01mm。通过特种加工严格控制零件内棱边质量和粗糙度，加工面光滑，杜绝了毛刺对交叉极化的影响。

全自动化测试

测试系统实现了测试过程全自动化，并具备任务批处理功能。被测件在完成首次工装并建立连接之后，在软件端即可实现通道切换（多波束）、测试频点切换、收发模式切换，还可以将设置的不同任务进行批处理，实现全程自动化的无人值守测试。

相控阵安装便捷

测试系统采用分布式采样定位结构，将俯仰轴和方位轴分离设计。垂直弧形导轨结构实现俯仰角扫描，水平转台实现被测件方位旋转。因而被测件只需在水平面一维转动，尤其是线缆和部件繁杂的有源相控阵天线，架设极为方便。而平面近场、直接远场、紧缩场都面临垂直安装和线缆缠绕的难题，安装不便，周期长，可靠性低。

新型洁净吸波材料

(1) 耐功率高，适用于星载大功率相控阵：20kW/m2( 蜂窝 )，1200W/m2(EPP)

(2) 高阻燃等级：A级（蜂窝），B级（EPP）

(3) 10万级洁净度：适用于洁净室环境

(4) 环境适应性强：不掉粉，不吸潮，寿命长

测试精度高

(1) 旁瓣及交叉极化不确定度：1dB@-20dB；1.5dB@-30dB；3dB@-40dB

(2) 峰值增益不确定度：0.3dB

(3) 系统稳定度：±0.1dB（幅度），2°（相位）

(4) 相位中心不确定度：2mm

(5) G/T值测试不确定度：0.5dB

高精度定位系统

RaySpirit® 8000 的核心部件采用高精度标准化轨道，定位精度优于0.02°，结构稳定，高负载，具有极强的可靠性和耐久性。测量探头通过安装在弧形轨道上的滑块实现移动采样。在弧形轨道圆心处设置有方位转台，由于转台安装面水平，对于含复杂地检设备的有源相控阵天线的安装测试十分方便。与此同时，转台还可以在水平面二维移动，移动精度优于0.01mm，用于被测件位置微调。

一站式多功能测试

测试系统覆盖相控阵天线的大部分测试场景，实现一站式测试。除了基本的近远场方向图测试，还具有相位中心测试功能，集成的后处理算法可利用方向图结果进行计算，无需进行额外的相位中心测试。此外，RaySpirit® 8000还创造性地实现了近场条件下的EIRP测试和G/T值测试，避免了被测件不停转场以满足不同的测试需求。